1、電子制作課程設計一、 設計目的通過上機操作，掌握利用Proteus ISIS進行電路原理圖設計的方法；掌握利用原理圖元件庫編輯器創建新元件的方法；了解利用Proteus ARES進行印刷電路板圖設計的方法；了解利用PCB元件庫編輯器創建新的PCB元件的方法；掌握利用Proteus進行模擬電子實驗和數字電子仿真實驗的方法，利用其中自帶的虛擬儀器進行電路的仿真。學習掌握MCS-51單片機的結構和原理，Keil C51的編程，Keil和Proteus的聯合調試，利用Proteus和Keil C實現AD和DA部分的電子及編程設計。利用Proteus實現6個電子制作課程設計項目：l 555定時器；l 比

2、例運算放大器；l 波形發生器；l 顯示譯碼器和數碼管的應用；l ADC0808和DAC0832的應用設計l 串/并行數據轉換器；二、 設計內容、要求及組織形式1.555定時器：設計原理NE555觸發器內部含有兩個電壓比較器，一個分壓器，一個RS觸發器，一個放電晶體管和一個功率輸出級。在它的各個引腳功能為：1腳：接地2腳：低端觸發控制輸入端3腳：輸出端4腳：雙穩態觸發器復位段。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只0.01F

3、電容接地，以防引入干擾。6腳：TH高觸發端。7腳：放電開關端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。A555定時器外接一個電容充放電電路即可構成一個無穩態多諧振蕩器；在起始狀態時，電壓比較器C1輸出1，C2輸出0，Td截止；電容在不斷地充電，當充電為2/3Vcc時，C1輸出跳為0，RS觸發器反轉為0，Td飽和導通；電容放電下降為1/3Vcc時，比較器C2輸出跳為0，RS觸發器翻轉為1，Td截止。之后反復循環。B555定時器單穩態電路實現；沒有觸發信號時電路工作在穩

4、態，當U下降沿到來時，電路被觸發，比較器C2輸出跳為0，RS觸發器被置為1，由穩態翻轉到暫穩態，隨著C充電過程的進行，C1輸出0，RS觸發器被復位到0，T飽和導通，暫穩態結束。C555定時器救護車變音警笛電路的實現。左邊的555定時器控制振幅，右邊的555定時器控制頻率，由振幅控制頻率，由頻率控制聲音的高低。Proteus繪制電路圖555多諧穩態電路圖示波器波形555單穩態電路按鈕閉合時得波形圖555警笛電路仿真結論多諧振蕩電路的計算電容C充電時間：Tw1=0.7（R1+R2）C1=0.2303電容C放電時間：Tw2=0.7R2C=0.329電路震蕩頻率：f=1.43/（R1+2R2）C1=1

5、.014小結體會通過對NE555定時器的應用，初步了解了proteus的基本操作，對于555定時器有了更進一步的認識。2.比例運算放大器設計原理LM324 是四運放集成電路，它采用 14 腳雙列直插塑料封裝。它的內部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。 每一組運算放大器有 5 個引出腳，其中“+”、“-”為兩個信號輸入端，“V+”、“V-”為正、負電源端，“Vo”為輸出端。兩個信號輸入端中，Vi-（-）為反相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相反；Vi+（+）為同相輸入端，表示運放輸出端 Vo 的信號與該輸入端的相位相同。同相：Au=1+Rf/R

6、1=1+50k/10k=6 反相：Au=-Rf/R1=-50k/10k=-5Proteus繪制電路圖同向比例運算電路波形圖反相比例運算電路波形圖仿真結論反相：反相比例放大電路中的反饋組態為電壓并聯負反饋，集成運放的反相輸入端與同相輸入端兩點的電位不僅相等且都等于零，電路輸入電阻不高，輸出電阻很低。同相：同相比例放大電路中的反饋組態為電壓串聯負反饋，電路的比例系數總是大于或等于1，電路的輸入電阻很高，輸出電阻很低。小結體會通過對比例運算放大電路的繪制，對比例運算放大電路有了進一步的了解，同時也認識了LM324放大器。3.波形發生器設計原理RC橋式正弦振蕩器RC串、并聯電路構成正反饋支路，同時兼作

7、選頻網絡，R1、R2、RW及二極管等元件構成負反饋和穩幅環節。調節電位器RW，可以改變負反饋深度，以滿足振蕩的振幅條件和改善波形。利用兩個反向并聯二極管D1、D2正向電阻的非線性特性來實現穩幅。D1、D2采用硅管（溫度穩定性好），且要求特性匹配，才能保證輸出波形正、負半周對稱。R3的接入是為了削弱二極管非線性的影響，以改善波形失真三角波方波發生器由集成運放構成的方波發生器和三角波發生器，一般均包括比較器和RC積分器兩大部分。此電路為由滯回比較器及簡單RC積分電路組成的方波三角波發生器。它的特點是線路簡單，但三角波的線性度較差。主要用于產生方波，或對三角波要求不高的場合。Proteus繪制電路圖

8、三角波方波發生器波形圖RC橋式正弦波震蕩波形圖仿真結論D1,D2,R3,R4,RW所組成的電路的總電阻大于R5的2倍的時候，電路才會產生震蕩波，調節滑動變阻器從而產生震蕩波，然后再調節滑動變阻器，出現正弦波。RC振蕩器的振幅條件:，二極管D1、D2的穩幅作用是為了使振蕩電流的方向保持一致，三角波的輸出幅度為Uom=R1/R2Uz,振蕩周期為：T=4R1Rv1C/R2；頻率f=1/T，三角波的輸出幅度與穩壓管的Uz以及電阻值之比R1/R2成正比。小結體會通過運用集成運放合成正弦波、方波和三角波的波形。4.顯示譯碼器和數碼管的應用設計原理74LS47是BCD-7段譯碼器/驅動器,是數字集成電路，用

9、于將BCD碼轉化成數碼塊中的數字，然后我們就能看到從0-9的數字。譯碼器原理:譯碼為編碼的逆過程。它將編碼時賦予代碼的含義“翻譯”過來。實現譯碼的邏輯電路成為譯碼器。譯碼器輸出與輸入代碼有唯一的對應關系。74LS47是輸出低電平有效的七段字形譯碼器，它在這里與數碼管配合使用。 (1)LT()：試燈輸入，是為了檢查數碼管各段是否能正常發光而設置的。當LT()=0時，無論輸入A3 ，A2 ，A1 ，A0為何種狀態，譯碼器輸出均為低電平，若驅動的數碼管正常，是顯示8。 (2)BI()：滅燈輸入，是為控制多位數碼顯示的滅燈所設置的。BI()=0時。不論

10、LT()和輸入A3 ，A2 ，A1，A0為何種狀態，譯碼器輸出均為高電平，使共陽極數碼管熄滅。 (3)RBI(-)：滅零輸入，它是為使不希望顯示的0熄滅而設定的。當對每一位A3= A2 =A1 =A0=0時，本應顯示0，但是在RBI(-)=0作用下，使譯碼器輸出全為高電平。其結果和加入滅燈信號的結果一樣，將0熄滅。 (4)RBO()：滅零輸出，它和滅燈輸入BI()共用一端，兩者配合使用，可以實現多位數碼顯示的滅零控制。七段LED數碼管：將七個輸入分別控制對應的發光二極管亮滅。Proteus繪制電路圖譯碼數碼管顯示01顯示譯碼

11、器02小結體會通過本次對顯示譯碼器和數碼管的應用，對74LS47有了進一步的認識，知道了其各引腳的功能。5.ADC0808和DAC0832的應用設計設計原理ADC0808工作原理：ADC0808集成了一個8位的A/D轉換器、一個8路通道和一個兼容控制邏輯的微處理器。其中，8位的A/D轉換器采用了連續逼近的轉換技術，具有高阻抗穩定的斷續比較器特性，包括一個帶模擬開關樹的256R的分壓器和一個逐次逼近寄存器；而由ADC0808中的8路通道，可直接從8個單一模擬信號中獲取任何一個作為輸入信號。DAC0832工作原理：DAC0832是常用的8位電流輸出型并行低速數模轉換芯片，當需要轉換為電壓輸出時，可

12、外接運算放大器，運放的反饋電阻可通過RFB端引用片內固有電阻，也可外接。內部集成兩級輸入寄存器，使得數據輸入可采用雙緩沖、單緩沖或直通方式，以便適于各種電路的需要(如要求多路D/A異步輸入、同步轉換等)MCS-51單片機基本原理：單片機是將中央處理器CPU、存儲器、輸入輸出（I/O）接口電路以及定時器/計數器等部件制作在一塊集成電路芯片中，構成一個完整的微型計算機單片微型計算機。Keil和Proteus聯調的方法：1.先從網上下載Proteus與Keil聯調使用的VDM51.dll文件2.打開Keil文件下的Tools文件，并把TDRV8=BINVDM51.DLL(Proteus VSM Mo

13、nitor-51 Driver")寫入Tools。3.打開Keil軟件編寫好源程序并生成目標程序。4.進入Project菜單選擇Options for target，彈出對話框，在“調試”項選中U使用Proteus VSM Monitor-515.按“設置”，令端口號為8000.6.打開proteus，畫出相應電路圖，在tools菜單中選擇use remoteDebug monitor，雙擊電路中的單片機，在Program file里導入在Keil里生成的目標文件，擴展名為hex。然后在Keil里按下開始調試按鈕，進行聯調仿真。Proteus繪制電路圖ADC0808DAC0832鋸齒

14、波鋸齒波波形 小結體會學習和掌握了ADC0808和DAC0832的應用設計，了解了Keil C51類C語言的編程，Keil和Proteus聯調的方法。6.串/并行數據轉換器設計原理1.74LS164是8位寄存器，當清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QAQH）均為低電平。串行數據輸入端（A，B）可控制數據。當A、B任意一個為低電平，則禁止新數據輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當A、B有一個為高電平，則另一個就允許輸入數據，并在CLOCK上升沿作用下決定Q0的狀態。  引腳功能：CLOCK：時鐘輸入端；CLEAR：同步清除輸入端（低電平有效） 2

15、.JK觸發器的特性方程為：Qn+1=J/Qn+/KQn3.74LS194：是一個所存的代碼能在移位脈沖的作用下依次移位的寄存器，它是一可以用二進制形式保存數據的雙穩器件。既能左移又能右移的寄存器稱為雙向移位寄存器。4.74LS161是常用的四位二進制可預置的同步加法計數器，他可以靈活的運用在各種數字電路，以及單片機系統種實現分頻器等很多重要的功能。Proteus繪制電路圖串并轉化仿真結論小結體會該電路是由八進制的定時器來控制顯示器的刷新時間，由74LS164來進行輸入的存儲并輸出，了解了74LS164的運行原理。Keil C51類C語言的程序ADC0808編程：LED_0EQU30H;個位LE

16、D_1EQU31H;十位LED_2EQU32H;百位LED_3EQU33H;存放千位段碼ADCEQU35HCLOCKBITP1.4;定義0809時鐘位STBITP1.5EOCBITP1.6OEBITP1.7ORG00HSJMPSTARTORG0BHLJMPINT_T0ORG30HSTART:MOVLED_0,#00HMOVLED_1,#00HMOVLED_2,#00HMOVDPTR,#TABLE;段碼表首地址MOVTMOD,#02HMOVTH0,#245MOVTL0,#00HMOVIE,#82HSETBTR0WAIT:CLRSTSETBSTCLRST;啟動AD轉換JNBEOC,$;等待轉換結果

17、SETBOEMOVADC,P2;讀取AD轉換結果CLROEMOVA,ADC;AD轉換結果轉換成BCD碼MOVR7,AMOVLED_3,#00HMOVLED_2,#00HMOVA,#00HLOOP1:ADDA,#20H;一位二進制碼對應20mV電壓值DAAJNCLOOP2MOVR4,AINCLED_2MOVA,LED_2CJNEA,#0AH,LOOP4MOVLED_2,#00HINCLED_3LOOP4:MOVA,R4LOOP2:DJNZR7,LOOP1ACALLBTOD1LCALLDISPSJMPWAITORG200HBTOD1:MOVR6,AANLA,#0F0HMOVR5,#4LOOP3:R

18、RADJNZR5,LOOP3MOVLED_1,AMOVA,R6ANLA,#0FHMOVLED_0,ARETINT_T0:CPLCLOCK;提供0809時鐘信號RETIDISP:MOVA,LED_0;顯示子程序MOVCA,A+DPTRCLRP1.3MOVP0,ALCALLDELAYSETBP1.3MOVA,LED_1MOVCA,A+DPTRCLRP1.2MOVP0,ALCALLDELAYSETBP1.2MOVA,LED_2MOVCA,A+DPTRCLRP1.1MOVP0,ALCALLDELAYSETBP1.1MOVA,LED_3MOVCA,A+DPTRCLRP1.0MOVP0,ALCALLDELAYSETBP1.0RETDELAY:MOVR6,#10;延時5msD1:MOVR7,#250DJNZR7,$DJNZR6,D1RETTABLE:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H;共陰數碼管7段值DB6DH,7DH,07H,7FH,6FHENDDAC0832的編程：#include<absacc.h>#de